(57)【要約】【課題】コア形状の自由度に優れた技術を提供すること。【解決手段】組立コア２０は、複数の子コア部材２２の組合わせにより構成されている。各子コア部材２２は、略直方体形状に形成された連結端部２３の一主面に、略円柱形状に形成されたコイル巻部２４の一端部を連結した形状に形成されている。連結端部の各面が被接続面２３ａに形成され、コイル巻部２４の他端面が接続面２４ａに形成されている。接続面２４ａを各被接続面２３ａのうちの一つに対向させるようにして各子コア部材２２が接続されて磁路を形成するように組立てられて組立コア２０が構成されている。【選択図】図１
2007073881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数有しこれらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられた組立コアと、
コイル線が前記組立コアに巻付けられたコイル部と、
を備え、
前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、
前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続されている、リアクトル。
【請求項２】
請求項１記載のリアクトルであって、
前記各子コア部材は、
略直方体形状に形成された連結端部と、略円柱形状に形成されたコイル巻部とを有し、前記連結端部の一主面に前記コイル巻部の一端部を連結した形状に形成され、
前記コイル巻部の他端面が前記接続面であり、前記連結端部の各面が被接続面である、リアクトル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のリアクトルであって、
前記各子コア部材が、略同じ形状及び略同じ大きさに形成されている、リアクトル。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリアクトルであって、
前記各子コア部材が、立体的に組立てられている、リアクトル。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のリアクトルであって、
前記各子コア部材は、圧粉磁性体である、リアクトル。
【請求項６】
磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数備え、これらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられたコイル用コアであって、
前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、
前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続された、コイル用コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車の昇圧コンバータのリアクトル等に適用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への対策等からハイブリッド自動車や燃料電池車等の電気自動車が開発されている。電気自動車には、モータを駆動するためのバッテリや電力変換器（インバータ）等が搭載されている。また、近年の電気自動車の中には、昇圧コンバータ（DC-DCコンバータ）を搭載して、バッテリ及びモータの小型化を図ろうとするものもある。
【０００３】
昇圧コンバータは、バッテリ電圧を昇圧してインバータ経由でモータに電力を供給する役割と、ジェネレータからの回生電流をバッテリ電圧に降圧してバッテリを充電するという役割とを持っている。この昇圧コンバータの部品の一つとして、コイル部品であるリアクトルが用いられる。
【０００４】
このようなリアクトルは、通常、電磁鋼板等で所定の環状形状のコアを形成し、該コアにコイル線を巻付けることで、製造される。
【０００５】
本願発明に関連する先行技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４５７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のリアクトルでは、コアは一定の環状形状を形づくるように形成されているため、その形状の自由度は皆無である。
【０００８】
そこで、本発明は、コア形状の自由度に優れた技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のリアクトルは、磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数有しこれらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられた組立コアと、コイル線が前記組立コアに巻付けられたコイル部と、を備え、前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続されているものである。
【００１０】
この場合、前記各子コア部材は、略直方体形状に形成された連結端部と、略円柱形状に形成されたコイル巻部とを有し、前記連結端部の一主面に前記コイル巻部の一端部を連結した形状に形成され、前記コイル巻部の他端面が前記接続面であり、前記連結端部の各面が被接続面であってもよい。
【００１１】
また、前記各子コア部材が、略同じ形状及び略同じ大きさに形成されていてもよい。
【００１２】
さらに、前記各子コア部材が、立体的に組立てられていてもよい。
【００１３】
また、前記各子コア部材は、圧粉磁性体であってもよい。
【００１４】
また、この発明のコイル用コアは、磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数備え、これらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられたコイル用コアであって、前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続されたものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のリアクトルによると、磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数有しこれらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられた組立コアと、コイル線が前記組立コアに巻付けられたコイル部と、を備え、前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続されているため、各子コア部材の組立形状を変更することで、様々な形状の組立コアを組立てることができる。従って、コア形状の自由度に優れる。
【００１６】
また、前記各子コア部材は、前記各子コア部材は、略直方体形状に形成された連結端部と、略円柱形状に形成されたコイル巻部とを有し、前記連結端部の一主面に前記コイル巻部の一端部を連結した形状に形成され、前記コイル巻部の他端面が前記接続面であり、前記連結端部の各面が被接続面であると、前記コイル巻部の一端面の接続面を、連結端部の各被接続面のうちの一つに対向させるように接続することで、様々な形状の組立コアを組立てることができる。また、コイル巻部は略円柱形状に形成されているため、コイル線を容易に巻付けることができる。
【００１７】
また、前記各子コア部材が、略同じ形状及び略同じ大きさに形成されていると、製造コスト化を低くすることが可能となる。
【００１８】
さらに、各子コア部材が立体的に組立てられていると、コア形状の自由度により優れる。
【００１９】
さらに、前記各子コア部材が圧粉磁性体であると、複雑な形状である子コア部材を容易に形成できる。
【００２０】
この発明のコイル用コアによると、磁性材料により長尺状部材に形成された子コア部材を複数備え、これらの各子コア部材が磁路を形成するように組立てられたコイル用コアであって、前記各子コア部材は、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有しており、前記各子コア部材同士が、前記接続面を前記各被接続面のうちの一つに対向させるようにして接続されているため、各子コア部材の組立形状を変更することで、様々な形状の組立コアを組立てることができる。従って、コア形状の自由度に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施形態に係るリアクトルについて説明する。図１はリアクトルを示す斜視図であり、図２は同リアクトルの水平方向における断面図であり、図３は子コア部材を示す斜視図であり、図４は組立コアを示す斜視図である。
【００２２】
このリアクトル１０は、例えば、ハイブリッド自動車や燃料電池車等の電気自動車等における昇圧コンバータの部品として用いられる。リアクトル１０は、複数の子コア部材２２を有する組立コア２０と、コイル部２６とを備えている。
【００２３】
各子コア部材２２は、長尺状部材に形成されており、その一端部に少なくとも一つの接続面２４ａが形成されると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面２３ａを有する構成とされている。ここでは、子コア部材２２は、略直方体形状（勿論６つの正方形で囲まれた立方体形状を含む）に形成された連結端部２３の一主面２３ｂに、略円柱形状に形成されたコイル巻部２４の一端面を連結した形状に形成されている。そして、連結端部２３の各主面のうち前記一主面２３ｂを除く残り５つの主面２３ａが被接続面２３ａに形成されている。また、コイル巻部２４の他端面２４ａが接続面２４ａに形成されている。なお、被接続面２３ａは、接続面２４ａよりも大きな面積に形成されている。また、本実施形態では、各子コア部材２２は、略同じ形状及び略同じ大きさに形成されている。これにより、各子コア部材２２を後述するようにプレス成形する際に、同じ金型で形成することができ、金型費用等の製造コストを下げることができる。
【００２４】
このような子コア部材２２は、例えば、圧粉磁性体により構成される。圧粉磁性体とは、金属等の磁性材料の粉末を、これに混合した絶縁性粉等で絶縁し、プレス成形したものである。このような圧粉磁性体は、本子コア部材２２等のように直方体と円柱を組合わせたような複雑な形状であっても、プレス成形により簡易に製造できるというメリットがある。
【００２５】
上記各子コア部材２２は、接続面２４ａを被接続面２３ａに対向させるように接続した状態で、所定の磁路（ここでは略環状の閉磁路）を形成するように組立てられる。ここでは、４つの子コア部材２２を用い、各子コア部材２２の接続面２４ａを、連結端部２３の側方側の被接続面２３ａに対向させるように接続するようにして、略方形状の磁路を形成して組立コア２０が組立てられている（図４参照）。なお、本子コア部材２２を用いてトロイダルコアを形成するためには、４つ以上の子コア部材２２が必要である。
【００２６】
なお、接続面２４ａと被接続面２３ａとの間に、ギャップ１６を挿入配置してもよい。このギャップ１６により、磁気飽和の防止や、インダクタンスの調整等がなされる。この場合、接続面２４ａと被接続面２３ａとの各間全てにギャップ１６を挿入してもよいし、或は、各間のうちの一つにギャップ１６を挿入してもよいが、前者の方が好ましい。すなわち、接続面２４ａを被接続面２３ａに対向させるように接続する態様として、それらを密着状に配設する場合及びそれらの間にギャップ１６を介在させて対向状に配設する場合をも含む。
【００２７】
また、コイル部２６は、上記組立コア２０に巻付けられたコイル線により構成されている。ここでは、各子コア部材２２のうちコイル巻部２４の部分に、被覆付導体を巻付けることで、コイル部２６が形成されている。この際、コイル巻部２４は、略円柱状形状に形成されているので、コイル線を略一定の曲率で容易に巻付けることができる。なお、コイル部２６は、エッジワイズコイル巻により形成されていることが好ましい。
【００２８】
以上のように構成されたリアクトルによると、一端部に一つの接続面２４ａを有すると共に、他端部に５つの被接続面２３ａを有する子コア部材２２を複数備え、接続面２４ａを各被接続面２３ａのうちの一つに接続することで、磁路を形成するように各子コア部材２２を組立てている。このため、子コア部材２２の使用本数や、各子コア部材２２の接続面２４ａと各被接続面２３ａとの接続の組合わせを適宜変更することで、様々な形状の組立コア２０を組立てることができる。
【００２９】
図５及び図６はそれぞれ組立コアの組立例を示す図である。なお、図５及び図６では各子コア部材２２を簡略的に示しており、連結端部２３を略方形又は略立方体状に、コイル巻部２４を直線で示している。
【００３０】
図５では、上記組立コア２０の一組の対辺を構成する子コア部材２２に対して、その長手方向に沿ってそれぞれ１つの子コア部材２２を延長するように追加して、略長方形状の組立コア２０Ｂを形成している。
【００３１】
また、図６は、各子コア部材を立体的に組立てた例を示している。ここでは、上記組立コア２０を２段に配設し、それぞれの一辺に対応する子コア部材２２を除去して略Ｕ字状に形成し、各段の端部同士を子コア部材２２で連結することで、略立方体形状の組立コア２０Ｃを形成している。なお、全てのコイル巻部２４にコイル部を形成する必要はなく、例えば、図６において、対向する辺を構成する部分のコイル巻部２４（図６で２点鎖線の円で示す部分）にコイル部を形成してもよい。もっとも、他のコイル巻部２４にもコイル部が形成されていてもよい。なお、本子コア部材２２を立体的に組立てて磁路を形成するためには、６つ以上の子コア部材２２が必要である。
【００３２】
このようにコア形状の自由度に優れるので、リアクトルの設置場所における収容スペースに応じたコア形状にも容易に対応でき、特に、自動車に搭載する場合のように、限られたスペースにリアクトルを収容する場合に有効である。また、ある特定のスペースに収容する目的で設計された子コア部材２２を、他の収容スペースに収容するためのものとして容易に転用することもできる。
【００３３】
なお、本実施形態では、上記各子コア部材２２が略同じ形状及び略同じ大きさであると説明したが、必ずしもその必要はない。
【００３４】
例えば、連結端部２３の大きさやコイル巻部２４の長さ寸法等が相互に異なっていてもよい。この場合であっても、比較的少ない種類の子コア部材によって、様々な形状の組立コアを組立てることができる。
【００３５】
また、子コア部材２２の形状は上記したものに限られない。例えば、図７に示すように、子コア部材２２Ｄは、一方向に長い略直方体形状に形成されていてもよい。この場合、子コア部材２２Ｄの一端面及び４つの側面の該一端面近傍部分が接続面２４Ｄａであり、子コア部材２２Ｄの他端面及び４つの側面の該他端面近傍部分が被接続面２３Ｄａである。また、連結端部２３を略正８面体等の多面体形状に形成し、そのうちの一つの面に上記コイル巻部２４を連結し、他の複数の面を接続面に形成してもよい。また、上記コイル巻部２４を多角形柱状に形成してもよい。要するに、子コア部材としては、磁性材料によって形成され、一端部に少なくとも一つの接続面を有すると共に、他端部に少なくとも２つの被接続面を有する全ての部材を含む。
【００３６】
もっとも、上記コイル巻部２４等のコイル部２６が形成される部分の断面積は、全ての子コア部材において略同じであることが好ましい。
【００３７】
また、上記組立コア２０，２０Ｂ，２０Ｃは、リアクトル用のコアとしてだけではなく、トランス用のコアとしても用いることができる。即ち、組立コア２０，２０Ｂ，２０Ｃは、コイルが巻装される種々のコイル用コアとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係るリアクトルを示す斜視図である。
【図２】同上のリアクトルの水平方向における断面図である。
【図３】子コア部材を示す斜視図である。
【図４】組立コアを示す斜視図である。
【図５】組立コアの他の組立例を示す図である。
【図６】組立コアのさらに他の組立例を示す図である。
【図７】子コアの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  リアクトル
２０，２０Ｂ，２０Ｃ  組立コア
２２，２２Ｄ      子コア部材
２３  連結端部
２３ａ，２３Ｄａ  被接続面
２４  コイル巻部
２４ａ，２４Ｄａ  接続面
２６  コイル部
【図１】
2007073881.tif 000003
【図２】
2007073881.tif 000004
【図３】
2007073881.tif 000005
【図４】
2007073881.tif 000006
【図５】
2007073881.tif 000007
【図６】
2007073881.tif 000008
【図７】
2007073881.tif 000009